En dat zou weleens van onschatbare waarde kunnen zijn in de zoektocht naar leven op de rode planeet.

Vandaag de dag is Mars een dorre en ijzige plek. Maar dat is waarschijnlijk niet altijd zo geweest. Wetenschappers veronderstellen dat de rode planeet in een ver verleden warm en vochtig was en dat water rijkelijk over het oppervlak stroomde. Dat kan erop wijzen dat in een grijs verleden leven op Mars tot de mogelijkheden behoorde. Als dit inderdaad het geval is geweest, domineerden waarschijnlijk extremofiele microben. Om te bestuderen of dit soort micro-organismen daadwerkelijk op Marsgesteente kunnen leven, namen onderzoekers in een nieuwe studie de proef op de som.

Black Beauty
Allereerst gingen de onderzoekers op zoek naar een stukje steen afkomstig van Mars. Gemakkelijker gezegd dan gedaan, aangezien Marsgesteente een heuse zeldzaamheid op aarde is. Tot op heden zijn de enige exemplaren die we hebben brokken meteoriet, die de rode planeet heeft uitgeworpen en op aarde zijn neergestort. NWA 7034, ook wel liefkozend Black Beauty genoemd, is zo’n meteoriet. “Black Beauty is één van de zeldzaamste gesteentes op aarde,” vertelt onderzoeker Tetyana Milojevic. “Het is een uniek Martiaanse breccie (een gesteente opgebouwd uit onregelmatige brokstukken van ouder gesteente, red.) gevormd uit verschillende stukjes Martiaanse korst. Sommige zijn gedateerd tussen de 4,42 en 0,07 miljard jaar oud.”


Microben
De volgende stap was om de juiste microben op dit gesteente los te laten. Als er ooit leven op Mars heeft bestaan, lijkt het – van al het beschikbare leven op aarde – waarschijnlijk het meest op een extremofiel. Dit zijn organismen die onder barre omstandigheden weten te overleven en op plekken voorkomen waarvan we ooit dachten dat ze te vijandig waren voor leven. Denk aan omgevingen ver onder het vriespunt, extreem zoute meren op Antarctica, vulkanische geothermische bronnen, of diep onder de zeebodem.

Chemotrofe organismes
Volgens wetenschappers zouden potentiële vroege levensvormen op Mars mogelijk energie gehaald kunnen hebben uit anorganische minerale bronnen, om vervolgens CO2 om te zetten in biomassa. Dit zijn zogenaamde chemotrofe organismes die ook op aarde voorkomen en in staat zijn om energie van ruimterotsen om te zetten in de energie van het leven. “We kunnen aannemen dat er in de beginjaren van de rode planeet levensvormen bestonden die vergelijkbaar waren met chemotrofen,” zegt Milojevic. En dat is interessant. Sporen van dit oeroude leven (biosignaturen) zouden bewaard kunnen zijn gebleven op bepaalde, voormalig vochtrijke plekken op Mars, die ooit gekoloniseerd waren door chemotrofe organismes. Om de relevante biosignaturen echter goed van de rest te kunnen onderscheiden, is het van cruciaal belang om te kijken hoe die sporen er in Martiaanse omgevingen precies uitzien.

Metallosphaera sedula
De onderzoekers namen de zeldzame stukken Martiaanse gesteente en verbrokkelde deze met pijn in hun hart. Ze kozen voor een vrij gewaagde aanpak door enkele grammen kostbaar Marsgesteente te vermalen om hier vervolgens de extremofiele microbe Metallosphaera sedula op te laten groeien. “Dit is een warmte- en zuurminnend micro-organisme,” vertelt Milojevic in een interview met Scientias.nl. “Het kan alleen leven van gassen en mineralen.” De Metallosphaera sedula valt onder de archaea en is een oude bewoner van de vroege aarde. De oerbacterie werd oorspronkelijk gevonden in een vulkanisch gebied in Italië. De onderzoekers plaatste deze microben in een bioreactor die zorgvuldig werd verwarmd en met lucht en kooldioxide werd gevuld. Vervolgens gebruikte het team microscopie om de groei van cellen te observeren.


Celgroei van M. sedula op Marsgesteente. Afbeelding: T. etyana Milojevic

Tot grote enthousiasme bleken de onderzoekers er inderdaad in geslaagd te zijn om microben op het Marsgesteente te kweken. “We zagen prachtige, ‘versteende’ microbiële cellen,” legt Milojevic desgevraagd uit. “De cellen waren bekleed met een dik en robuust mineraal omhulsel. Bovendien werden er meerdere minerale, kristallijne insluitsels in de cellen gevormd. Anders gezegd, deze microben eten stenen en worden ook als stenen. We hebben nog nooit zo’n mooie, complexe biomineralisatie van dit micro-organisme waargenomen. Dit is dan ook een hele belangrijke observatie; het benadrukt het belang van het uitvoeren van experimenten met echt Marsmateriaal. Microbieel leven gekweekt op aardse mineralen ziet er namelijk waarschijnlijk niet hetzelfde uit als microbieel leven gekweekt op Marsgesteente. En dat is uiteindelijk het type leven dat we op de rode planeet proberen te vinden.”

Onschatbare waarde
De gegevens zouden weleens van onschatbare waarde kunnen zijn in de zoektocht naar leven op Mars. Want de onlangs gelanceerde Perseverance rover gaat specifiek naar biosignaturen speuren. Nu astrobiologen weten hoe de kristallijne afzettingen van M. sedula eruit zien, is het mogelijk gemakkelijker om vergelijkbare kenmerken in de monsters van Perseverance te herkennen. “Onze bevindingen kunnen een leidraad vormen voor metingen ter plaatse, om zo verzamelde Mars-monsters goed te kunnen analyseren,” stelt Milojevic.

NASA is van plan om tijdens de missie van Perseverance niet alleen te speuren naar leven, maar tevens verschillende Marsmonsters verzamelen. Nadat de rover een boorkern heeft verzameld, wordt deze aan boord geanalyseerd en ingepakt en tijdelijk in de buik van de rover opgeslagen. Wanneer de tijd rijp is – en een geschikte locatie is gevonden – worden de zorgvuldig ingepakte monsters op het oppervlak van Mars geplaatst, zodat ze tijdens toekomstige ruimtemissies verzameld en naar de aarde gebracht kunnen worden, alwaar ze nog nauwkeuriger kunnen worden onderzocht. En wie weet wat voor bizarre extremofiele microben zich mogelijk in deze monsters verscholen houden.

Wist je dat…

…onderzoekers al wel wisten dat de oerbacterie M. sedula smult van meteorieten? Eerder al ontdekte hetzelfde onderzoeksteam dat deze bijzondere bacterie niet alleen goed gedijt op aardse mineralen, maar tevens een heuse voorliefde heeft voor een meteoriet genaamd NWA 1172. Deze interessante ontdekking levert ons niet alleen nieuwe informatie over de mogelijk ontstaansgeschiedenis van leven op aarde op, de bevindingen zouden ook heel nuttig kunnen zijn bij de zoektocht naar sporen van leven op andere plekken in het heelal. Lees hier verder!